Un algoritmo de navegación y posicionamiento integrado de rango/INS de conmutación alterna de 3 satélites LEO de banda ancha de alta precisión y bajo costo
Autores: Ye, Lvyang; Gao, Ning; Yang, Yikang; Li, Xue
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un algoritmo de navegación y posicionamiento integrado de rango/INS de conmutación alterna de 3 satélites LEO de banda ancha de alta precisión y bajo costo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Algoritmo propuesto
Comunicación de satélites LEO
Integración de navegación
Fuente de error de distancia
Modelo de interferencia
Precisión de posicionamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Para resolver el problema de los servicios de localización en entornos difíciles, proponemos un algoritmo de navegación integrado basado en la comunicación de satélites de órbita baja (LEO) de banda ancha y la integración de navegación con un rango de conmutación alterna de 3 satélites. Primero, describimos el principio del algoritmo y el flujo de procesamiento en detalle; a continuación, analizamos y modelamos la fuente de error de rango y proponemos un modelo de análisis de error combinado de múltiples trayectorias y no línea de vista (NLOS), que evita discutir el complejo número de trayectorias de múltiples trayectorias y su proceso de modelado; además, también proponemos un modelo de interferencia basado en ruido gaussiano multimodal y analizamos y modelamos la perturbación orbital del satélite LEO. Los resultados de la simulación final muestran que nuestro algoritmo propuesto no solo puede superar eficazmente la divergencia del sistema de navegación inercial (INS), sino que también logra una alta precisión de posicionamiento, especialmente cuando se utilizan valores de rango continuos. Aún puede garantizar un buen rendimiento anti-interferencias y robustez en términos de interferencia de trayectoria y ruido y, al alternar la conmutación de rango, hay otras ventajas potenciales. En comparación con algunos de los algoritmos avanzados representativos existentes, tiene mayor precisión, mayor estabilidad y menor costo. Además, puede utilizarse como una solución de referencia de localización para servicios de localización en tiempo real y búsqueda y rescate de vida en entornos difíciles con satélites visuales incompletos y también puede utilizarse como una solución de diseño de referencia técnica para la futura integración de comunicación y navegación (ICN).
Descripción
Para resolver el problema de los servicios de localización en entornos difíciles, proponemos un algoritmo de navegación integrado basado en la comunicación de satélites de órbita baja (LEO) de banda ancha y la integración de navegación con un rango de conmutación alterna de 3 satélites. Primero, describimos el principio del algoritmo y el flujo de procesamiento en detalle; a continuación, analizamos y modelamos la fuente de error de rango y proponemos un modelo de análisis de error combinado de múltiples trayectorias y no línea de vista (NLOS), que evita discutir el complejo número de trayectorias de múltiples trayectorias y su proceso de modelado; además, también proponemos un modelo de interferencia basado en ruido gaussiano multimodal y analizamos y modelamos la perturbación orbital del satélite LEO. Los resultados de la simulación final muestran que nuestro algoritmo propuesto no solo puede superar eficazmente la divergencia del sistema de navegación inercial (INS), sino que también logra una alta precisión de posicionamiento, especialmente cuando se utilizan valores de rango continuos. Aún puede garantizar un buen rendimiento anti-interferencias y robustez en términos de interferencia de trayectoria y ruido y, al alternar la conmutación de rango, hay otras ventajas potenciales. En comparación con algunos de los algoritmos avanzados representativos existentes, tiene mayor precisión, mayor estabilidad y menor costo. Además, puede utilizarse como una solución de referencia de localización para servicios de localización en tiempo real y búsqueda y rescate de vida en entornos difíciles con satélites visuales incompletos y también puede utilizarse como una solución de diseño de referencia técnica para la futura integración de comunicación y navegación (ICN).